JPH01164704A - 酸化物超電導体溶融用るつぼ - Google Patents
酸化物超電導体溶融用るつぼInfo
- Publication number
- JPH01164704A JPH01164704A JP32170387A JP32170387A JPH01164704A JP H01164704 A JPH01164704 A JP H01164704A JP 32170387 A JP32170387 A JP 32170387A JP 32170387 A JP32170387 A JP 32170387A JP H01164704 A JPH01164704 A JP H01164704A
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- JP
- Japan
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- oxide superconductor
- oxide
- crucible
- melting
- rare earth
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- Pending
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「発明の目的１
（産業上の利用分野）
本発明は、被溶融物に対して汚染なとの悪影響をおよぼ
すことのない酸化物超電導体溶融用るつぼに関する。
すことのない酸化物超電導体溶融用るつぼに関する。
（従来の技術）
近年、Ｂａ−Ｌａ−Ｃｕ−０系の層状ペロブスカイト型
の酸化物が高い臨界温度を有する可能性のあることが発
表されて以来、各所で酸化物超電導体の研究が行われテ
ィる（Ｚ、Ｐｈｙｓ、Ｂ Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ Ｍａｔ
ｔｅｒ６４ 、１８９−１９３ （１９８６） ）。そ
の中でもＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系で代表される酸素欠陥を
有する欠陥ペロブスカイト型（（ＬｎＢａ２Ｃｕ３０７
−δ型）（δは酸素欠陥を表し通常１以下、［ｎは、Ｙ
、 Ｌａ、 Ｓｃ、 Ｎｄ、 Ｓｍ、 Ｅｕ、 Ｇｄ
。
の酸化物が高い臨界温度を有する可能性のあることが発
表されて以来、各所で酸化物超電導体の研究が行われテ
ィる（Ｚ、Ｐｈｙｓ、Ｂ Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ Ｍａｔ
ｔｅｒ６４ 、１８９−１９３ （１９８６） ）。そ
の中でもＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系で代表される酸素欠陥を
有する欠陥ペロブスカイト型（（ＬｎＢａ２Ｃｕ３０７
−δ型）（δは酸素欠陥を表し通常１以下、［ｎは、Ｙ
、 Ｌａ、 Ｓｃ、 Ｎｄ、 Ｓｍ、 Ｅｕ、 Ｇｄ
。
Ｄｙ、 Ｈｏ、［ｒ、 Ｔｍ、 ＹｂおよびＬｕから選
ばれた少なくとも１種の元素、Ｂａの一部はＳｒなどで
置換可能））の酸化物超電導体は、臨界温度が９０に以
上と液体窒素の沸点以上の高い温度を示ずため非常に有
望な材料として注目されティる（Ｐｈｙｓ、 Ｒｅｖ、
Ｌｅｔｔ。
ばれた少なくとも１種の元素、Ｂａの一部はＳｒなどで
置換可能））の酸化物超電導体は、臨界温度が９０に以
上と液体窒素の沸点以上の高い温度を示ずため非常に有
望な材料として注目されティる（Ｐｈｙｓ、 Ｒｅｖ、
Ｌｅｔｔ。
Ｖｏｌ、５８ Ｎｏ、９，９０８−９１０）。
このような酸化物超電導体は、結晶性の酸化物であるた
め、これらを超電導部材として利用する場合には、通常
のセラミックス部材と同様にして焼結体を作製し、この
酸化物超電導体焼結体を超電導部材として利用すること
が試みられている。
め、これらを超電導部材として利用する場合には、通常
のセラミックス部材と同様にして焼結体を作製し、この
酸化物超電導体焼結体を超電導部材として利用すること
が試みられている。
しかし、酸化物超電導体粉末を単に焼結させただけでは
、充分な焼結体密度が得られず、得られる酸化物超電導
体の臨界電流密度が低いなとの難点が生じるため、−旦
酸化物超電導体の融点以上に加熱して溶融させ、この後
徐冷や急冷することによって結晶化させ、緻密性に優れ
た酸化物超電導体を得ることが試みられている。
、充分な焼結体密度が得られず、得られる酸化物超電導
体の臨界電流密度が低いなとの難点が生じるため、−旦
酸化物超電導体の融点以上に加熱して溶融させ、この後
徐冷や急冷することによって結晶化させ、緻密性に優れ
た酸化物超電導体を得ることが試みられている。
また、物性測定用に単結晶を得るため、溶融・凝固プロ
セスにより育成することも行われている。
セスにより育成することも行われている。
ところで、このような酸化物超電導体の溶融は、通常の
高温溶融用るつぼである白金るつぼなどを使用して行わ
れている。
高温溶融用るつぼである白金るつぼなどを使用して行わ
れている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上述したように白金るつぼを用いた酸化
物超電導体の溶融では、溶融時に白金るつぼと酸化物超
電導体が反応し、酸化物超電導体中に白金が混入して超
電導特性を低下させるという問題が生じている。
物超電導体の溶融では、溶融時に白金るつぼと酸化物超
電導体が反応し、酸化物超電導体中に白金が混入して超
電導特性を低下させるという問題が生じている。
このため、白金るつぼ中に酸化イツトリウムの敷板を設
置し、この敷板上で酸化物超電導体を溶融させることも
試みられている。しかし、このような溶融方法では、酸
化物超電導体を大量に溶融させることができないという
問題があり、また溶融時にイツトリウムが混入し、酸化
物超電導体の組成を変動させてしまうという問題も生じ
ている。
置し、この敷板上で酸化物超電導体を溶融させることも
試みられている。しかし、このような溶融方法では、酸
化物超電導体を大量に溶融させることができないという
問題があり、また溶融時にイツトリウムが混入し、酸化
物超電導体の組成を変動させてしまうという問題も生じ
ている。
本発明はこのような従来の問題点を解決するためになさ
れたもので、酸化物超電導体に対して汚染や組成変動の
ような悪影響をおよぼすことがなく、かつ大量に溶融す
ることが可能な酸化物超電導体溶融用るつぼを提供する
ことを目的とする。
れたもので、酸化物超電導体に対して汚染や組成変動の
ような悪影響をおよぼすことがなく、かつ大量に溶融す
ることが可能な酸化物超電導体溶融用るつぼを提供する
ことを目的とする。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
本発明の酸化物超電導体溶融用るつぼは、少なくとも被
溶融物である酸化物超電導体または加熱により前記酸化
物超電導体となる原料物質との接触面に、希土類元素の
酸化物と前記被溶融物である酸化物超電導体と実質的に
同一な組成を有する酸化物超電導体との混合物が存在し
ていることを特徴としでいる。
溶融物である酸化物超電導体または加熱により前記酸化
物超電導体となる原料物質との接触面に、希土類元素の
酸化物と前記被溶融物である酸化物超電導体と実質的に
同一な組成を有する酸化物超電導体との混合物が存在し
ていることを特徴としでいる。
酸化物超電導体としては、多数のものが知られ−５＝
ているが、臨界温度の高い、希土類元素含有のペロブス
カイト型の酸化物超電導体が実用上好ましい。ここでい
う希土類元素を含有しペロブスカイト型構造を有する酸
化物超電導体は、超電導状態を実視できるものであれば
よく、たとえばＬｎＢａ２Ｃｕ Ｏ系（Ｌｎは Ｙ、
’Ｌａ、 Ｓｃ、 Ｎｄ、 Ｓｍ、 Ｅｕ、 Ｇｄ、
３ ７−δ ＤＶ１■０． Ｅｌ’、Ｔｍ、 Ｙｂ１Ｌｕ等の希土類
元素から選ばれた少なくとも１種の元素を、δは酸素欠
陥を表し通常１以下の数、Ｂａの一部はＳｒ、 Ｃａな
どで、Ｃｕの一部はＴｉ、 Ｖ 、 Ｃｒ、 ＨｎｌＦ
ｅ、 Ｃｏ、Ｎｉ、 ｌｎなどで置換可能。）なとの酸
素欠陥を有する欠陥ペロブスカイト型、５ｒ−Ｌａ−Ｃ
ｕ−０系なとの層状ペロブスカイト型なとの広義にペロ
ブスカイト型を有する酸化物が例示される。なお希土類
元素は広義の定義とし、Ｓ（ＹおよびＬａ系を含むもの
とする。代表的な系としてＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系のほか
に、ＹをＥｕ１Ｄｙ１［１０、Ｅｒ、 Ｔｍ、 Ｙｂ、
”Ｌｕなとの希土類で置換した系、５ｃ−Ｂａ−Ｃｕ
−０系、５ｒ−Ｌａ−Ｃｕ−０系、さらにＳｒをＢａ、
ｃａで置換した系などが挙げられる。
カイト型の酸化物超電導体が実用上好ましい。ここでい
う希土類元素を含有しペロブスカイト型構造を有する酸
化物超電導体は、超電導状態を実視できるものであれば
よく、たとえばＬｎＢａ２Ｃｕ Ｏ系（Ｌｎは Ｙ、
’Ｌａ、 Ｓｃ、 Ｎｄ、 Ｓｍ、 Ｅｕ、 Ｇｄ、
３ ７−δ ＤＶ１■０． Ｅｌ’、Ｔｍ、 Ｙｂ１Ｌｕ等の希土類
元素から選ばれた少なくとも１種の元素を、δは酸素欠
陥を表し通常１以下の数、Ｂａの一部はＳｒ、 Ｃａな
どで、Ｃｕの一部はＴｉ、 Ｖ 、 Ｃｒ、 ＨｎｌＦ
ｅ、 Ｃｏ、Ｎｉ、 ｌｎなどで置換可能。）なとの酸
素欠陥を有する欠陥ペロブスカイト型、５ｒ−Ｌａ−Ｃ
ｕ−０系なとの層状ペロブスカイト型なとの広義にペロ
ブスカイト型を有する酸化物が例示される。なお希土類
元素は広義の定義とし、Ｓ（ＹおよびＬａ系を含むもの
とする。代表的な系としてＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系のほか
に、ＹをＥｕ１Ｄｙ１［１０、Ｅｒ、 Ｔｍ、 Ｙｂ、
”Ｌｕなとの希土類で置換した系、５ｃ−Ｂａ−Ｃｕ
−０系、５ｒ−Ｌａ−Ｃｕ−０系、さらにＳｒをＢａ、
ｃａで置換した系などが挙げられる。
本発明の酸化物超電導体溶融用るつぼの具体的−〇
− な形態としては、たとえば以下のようなものが例示され
る。
− な形態としては、たとえば以下のようなものが例示され
る。
■ 希土類元素の酸化物と、被溶融物と実質的に同一な
組成を有する酸化物超電導体との混合物を用いて、各種
成形法により所要のるつぼ形状の成形体を作製し、これ
を焼成してるつぼとする。
組成を有する酸化物超電導体との混合物を用いて、各種
成形法により所要のるつぼ形状の成形体を作製し、これ
を焼成してるつぼとする。
■ アルミナセラミックスやマグネシアセラミックスな
どからなる耐火性るつぼの少なくとも被溶融物との接触
面に、希土類元素の酸化物と被溶融物と実質的に同一な
組成を有する酸化物超電導体との混合物の被膜を形成す
る。この被膜の形成方法としては、上記混合物を有機溶
剤や結合剤などとともに混合して泥状にして塗布し、乾
燥や焼成することによって被膜を形成する方法や溶射法
などが挙げられる。
どからなる耐火性るつぼの少なくとも被溶融物との接触
面に、希土類元素の酸化物と被溶融物と実質的に同一な
組成を有する酸化物超電導体との混合物の被膜を形成す
る。この被膜の形成方法としては、上記混合物を有機溶
剤や結合剤などとともに混合して泥状にして塗布し、乾
燥や焼成することによって被膜を形成する方法や溶射法
などが挙げられる。
上記■および■において原料となる混合物中の酸化物超
電導体の含有量は、５０重量％以下であることが好まし
い。酸化物超電導体の含有量が５０重量％を超えると強
度の低下などを引起こす。また使用する酸化物超電導体
としては、粉体、粒体、ｍ雄状等の各種形態のものの使
用が可能である。
電導体の含有量は、５０重量％以下であることが好まし
い。酸化物超電導体の含有量が５０重量％を超えると強
度の低下などを引起こす。また使用する酸化物超電導体
としては、粉体、粒体、ｍ雄状等の各種形態のものの使
用が可能である。
また、希土類元素の酸化物としては、酸化イツトリウム
が特に酸化物超電導体との反応性が低く、その使用が好
ましい。
が特に酸化物超電導体との反応性が低く、その使用が好
ましい。
なお、これらにおいて、たとえば被焼成物がＹ−Ｂａ−
Ｃｕ−０系の酸化物超電導体の場合には、このＹの一部
を伯の希土類元素で置換したもののような、実質的に性
質が同じものであれば使用可能である。
Ｃｕ−０系の酸化物超電導体の場合には、このＹの一部
を伯の希土類元素で置換したもののような、実質的に性
質が同じものであれば使用可能である。
（作 用）
本発明の酸化物超電導体溶融用るつぼにおいて、被溶融
物との少なくとも接触面に存在させる混合物のうち、希
土類元素の酸化物は酸化物超電導体の溶融物に対して安
定であり、溶融時においてもほとんど反応しないため、
酸化物超電導体を汚染することがほとんどない。また、
多少反応して、本発明の溶融用るつぼの被溶融物との接
触面を構成している成分が酸化物超電導体の溶融物中に
混入したとしても、この接触面を形成している酸化物超
電導体により、被溶融物の組成変動を起こすことはない
。
物との少なくとも接触面に存在させる混合物のうち、希
土類元素の酸化物は酸化物超電導体の溶融物に対して安
定であり、溶融時においてもほとんど反応しないため、
酸化物超電導体を汚染することがほとんどない。また、
多少反応して、本発明の溶融用るつぼの被溶融物との接
触面を構成している成分が酸化物超電導体の溶融物中に
混入したとしても、この接触面を形成している酸化物超
電導体により、被溶融物の組成変動を起こすことはない
。
（実施例）
次に、本発明の実施例について説明する。
実施例１
まず、Ｙ２Ｏ３粉末８０重量％とＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系
酸化物超電導体粉末２０重量％とを混合し、この混合粉
末１００重量部に対してグリセリン系の混合分散媒を６
０重量部加えて、充分に混合して泥漿を作製し、この泥
漿を所定のるつぼ形状を有する石こう型内に注入し、乾
燥させた後に型から取出して成形体を得た。次に、この
成形体を大気中において９３０℃、３０時間の条件で焼
成し、この後酸素雰囲気中、６００℃、１０時間の条件
で熱処理を施して、外径５０ｍｍｘ内径４０ｍｍｘ高さ
７０ｍｍの溶融用るつぼを得た。
酸化物超電導体粉末２０重量％とを混合し、この混合粉
末１００重量部に対してグリセリン系の混合分散媒を６
０重量部加えて、充分に混合して泥漿を作製し、この泥
漿を所定のるつぼ形状を有する石こう型内に注入し、乾
燥させた後に型から取出して成形体を得た。次に、この
成形体を大気中において９３０℃、３０時間の条件で焼
成し、この後酸素雰囲気中、６００℃、１０時間の条件
で熱処理を施して、外径５０ｍｍｘ内径４０ｍｍｘ高さ
７０ｍｍの溶融用るつぼを得た。
次に、この溶融用るつぼ中に、ｙ２０３粉末、ＢａＣ０
３粉末およびＣｕＯ粉末を０．５：２：３のモル比で含
有する混合粉末を収容し、誘導加熱によって１１００℃
に加熱して溶融させ、この状態で１時間保持した後、徐
冷して酸化物超電導体を作製した。
３粉末およびＣｕＯ粉末を０．５：２：３のモル比で含
有する混合粉末を収容し、誘導加熱によって１１００℃
に加熱して溶融させ、この状態で１時間保持した後、徐
冷して酸化物超電導体を作製した。
このようにして得た酸化物超電導焼結体を、ＥＰＭＡお
よび１０２発光分光分析したところ、汚染もなく、また
組成の変動も認められなかった。
よび１０２発光分光分析したところ、汚染もなく、また
組成の変動も認められなかった。
また、この酸化物超電導体の超電導特性を測定したとこ
ろ、臨界温度９３Ｋ、臨界電流密度３００八／ｃイと良
好な結果が得られた。
ろ、臨界温度９３Ｋ、臨界電流密度３００八／ｃイと良
好な結果が得られた。
実施例２
外径１００ｍｍＸ内径９０ｍｍｘ高さｉｉｏｍｍのアル
ミナセラミックス製のるつぼの内壁に、実施例１で溶融
用るつぼの原料粉末として作製した混合粉末を溶射材と
して用いて、プラズマ溶射により厚さ２μｍの被膜を形
成して、溶融用るつぼとした。
ミナセラミックス製のるつぼの内壁に、実施例１で溶融
用るつぼの原料粉末として作製した混合粉末を溶射材と
して用いて、プラズマ溶射により厚さ２μｍの被膜を形
成して、溶融用るつぼとした。
次いで、この溶融用るつぼを用いて、実施例１と同一条
件で酸化物超電導体の原料粉末を溶融し、酸化物超電導
体を得た。
件で酸化物超電導体の原料粉末を溶融し、酸化物超電導
体を得た。
この酸化物超電導体についても実施例１と同様に優れた
超電導特性を有していた。
超電導特性を有していた。
［発明の効果］
以上説明したＪ：うに本発明の酸化物超電導体溶融用る
つぼによれば、溶融時に被溶融物である酸＝ １０
− 化物超電導体中に不純物を混入させたり、また組成変動
を引起こす恐れがなくなり、よって超電導特性に優れた
酸化物超電導体を得ることが可能になる。
つぼによれば、溶融時に被溶融物である酸＝ １０
− 化物超電導体中に不純物を混入させたり、また組成変動
を引起こす恐れがなくなり、よって超電導特性に優れた
酸化物超電導体を得ることが可能になる。
出願人 株式会社 東芝
代理人 弁理士 須 山 佐 −
Claims (6)
- （１）少なくとも被溶融物である酸化物超電導体または
加熱により前記酸化物超電導体となる原料物質との接触
面に、希土類元素の酸化物と前記被溶融物である酸化物
超電導体と実質的に同一な組成を有する酸化物超電導体
との混合物が存在していることを特徴とする酸化物超電
導体溶融用るつぼ。 - （２）前記希土類元素の酸化物が、酸化イットリウムで
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の酸化
物超電導体溶融用るつぼ。 - （３）前記混合物中の酸化物超電導体の含有量が、５０
重量％以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項または第２項記載の酸化物超電導体溶融用るつぼ。 - （４）前記酸化物超電導体は、希土類元素を含有するペ
ロブスカイト型の酸化物超電導体であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項記
載の酸化物超電導体溶融用るつぼ。 - （５）前記酸化物超電導体は、希土類元素、Ｂａおよび
Ｃｕを原子比で実質的に１：２：３の割合で含有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
ずれか１項記載の酸化物超電導体溶融用るつぼ。 - （６）前記酸化物超電導体は、ＬｎＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ
＿７＿−＿δ（Ｌｎは希土類元素から選ばれた少なくと
も１種の元素を、δは酸素欠陥を表す。）で示される酸
素欠陥型ペロブスカイト構造を有することを特徴とする
特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項記載
の酸化物超電導体溶融用るつぼ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32170387A JPH01164704A (ja) | 1987-12-19 | 1987-12-19 | 酸化物超電導体溶融用るつぼ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32170387A JPH01164704A (ja) | 1987-12-19 | 1987-12-19 | 酸化物超電導体溶融用るつぼ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01164704A true JPH01164704A (ja) | 1989-06-28 |
Family
ID=18135483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32170387A Pending JPH01164704A (ja) | 1987-12-19 | 1987-12-19 | 酸化物超電導体溶融用るつぼ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01164704A (ja) |
-
1987
- 1987-12-19 JP JP32170387A patent/JPH01164704A/ja active Pending
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